地球运动计算在选择性必修一教材中，属于重点难点内容。
地球运动的相关计算是高考考查的高频考点。高考考查地球运动的有关知识,其命题形式多是选择题，常以图文结合，图表结合的方式出现,，并与现实生活紧密联系。从能力要求来看，侧重于考查考生的空间想象能力，读图析图能力，逻辑推理能力和地理计算能力，注重考查地理思维方式和基础知识的整合。从具体的考查内容来看，侧重于考查时间计算，昼夜长短变化，太阳高度变化等。由于地球运动和生活联系密切，近几年高考都有考查。2021年山东卷、河北卷、浙江卷都有考查。2022年江苏卷、广东卷，2021年广东卷、2020年浙江卷、2020年山东卷、2021年山东卷都有考查。
易错01 时间计算
1.地方时与区时的巧算方法
(1)利用经纬网计算时间
(2)挖掘光照图中特殊地方时进行相关时间计算
2．日期变更的技巧
3．有关行程时间的计算
例：一架飞机于当地时间6月7日8时从甲地(120°E)起飞，经过10小时飞行，到达乙地(30°E)。经计算到达时乙地当地时间为6月7日12时。
易错02 昼夜长短计算
1．利用昼夜弧的弧度数计算
昼(夜)长＝昼(夜)弧/15°
2．利用日出、日落时间计算
(1)依据
①白天：日出、日落时间关于正午12时对称。
②夜间：日出、日落时间关于0时(24时)对称。
③上午时长＝下午时长。
④前半夜时长＝后半夜时长。
如下图所示：
(2)计算方法
①昼长时间＝日落时间－日出时间＝2×(12－日出时间)＝2×(日落时间－12)＝24－夜长。
②日出时间＝12－昼长/2＝夜长的一半。
3．利用昼夜长短的分布规律计算
(1)同一纬线上各点昼夜状况、日出和日落时间相同。
(2)南、北半球纬度数相同的两条纬线昼夜时长互等，即：
南半球某地的昼(夜)长＝北半球同纬度数某地的夜(昼)长。
4．利用日期的对称性计算
(1)关于二至日对称的两个时间，如A点和B点，太阳直射点位于同一个位置。
(2)关于二分日对称的两个时间，如B点和C点，太阳直射点位于不同半球，但纬度数相同。
易错03 日影朝向及长短变化规律
(1)日影朝向、长短与太阳位置的关系
①太阳在天空的方向与日影朝向相反。如太阳在西北天空，则日影朝向东南。
②太阳高度角越大，日影越短。一天中日影的变化规律是日出最长—变短—正午最短—变长—日落最长。
(2)正午日影朝向及长短变化
①正午日影朝向取决于太阳直射点的位置。太阳直射点以北地区，日影朝北；太阳直射点以南地区，日影朝南。
②正午日影长度由太阳直射点向南北两侧递增。
③太阳直射点处，日影与物体本身重合。
④利用正午太阳高度计算垂直物体的正午日影的公式：影长＝物体长度×cot H。(H为当地正午太阳高度)
(3)极点的日影朝向
北极点的任何方向都是南，南极点的任何方向都是北，所以北极点上物体的影子永远朝向南，南极点上物体的影子永远朝向北。
易错04 太阳视运动应用
1．太阳高度的大小影响地物遮阴面积的大小，对夏季人们选择乘凉地关系密切。太阳高度小，遮阴面积大；太阳高度大，遮阴面积小。
2．对北半球中纬度地区来说，太阳高度的大小影响室内的太阳光的进深，太阳高度较小时，太阳光可射进房间深处。
3．太阳高度的大小可以影响楼距、楼高。为了更好地保证各楼层都有良好的采光，楼与楼之间应当保持适当距离。一般来说，纬度较低的地区，楼距较小；纬度较高的地区，楼距较大。
4．太阳高度的大小影响光伏发电设施的倾角调整。太阳高度较小时，光伏发电设施的倾角较大；反之倾角较小。
1．（2022·上海·统考高考真题）如图所示，记录的是某地6月22日、9月23日和12月22日的太阳移动轨迹和日出日落时刻，据此判断观测者位于（ ）
A．北半球温带 B．北半球热带 C．南半球温带 D．南半球热带
【答案】C
【详解】由图可知该地正午太阳终年在其北方，可知该地在南半球，AB错误；冬至日太阳直射南回归线，正午太阳依旧在其北方而不是南方，可知该地在南回归线以南，为温带，C正确，D错误。故选C。
【点睛】正午太阳方位，太阳直射点以北地区，正午太阳在正南方；太阳直射点以南地区，正午太阳在正北方。
（2022·天津·高考真题）一位摄影爱好者在我国某山拍摄日出照片，下图是他在不同时间拍摄的两幅照片。回答下列小题。
2．该地这两天的昼长大约是（ ）
A．12小时和8小时 B．13小时和11小时
C．14小时和10小时 D．16小时和8小时
3．推测该山可能是（ ）
A．山东泰山 B．海南五指山 C．安徽黄山 D．四川峨眉山
【答案】2．C 3．D
【解析】2．由图中时刻可知，该地6月22日（夏至日）6:06日出，12月23日（冬至日）7:57分日出，而这两天分别为该地昼长最长和昼长最短的日期，故设最长昼长和最短昼长分别为X和Y，两者关系为X＋Y=24h，由夏至日日出比冬至日早7:57-6:06=1小时51分钟，可得出X-Y=2×1h51m，由此计算出X=13h51m，Y=10h9m。据此，C答案最接近，故C正确，排除ABD。故选C。
3．由上题结论可知，夏至日该地昼长大约为14小时，据此可以计算出该地日出地方时=12-½×14h=5时，结合该地日出时北京时间（120°E地方时）为6:06，根据地方时计算公式可以计算出该地经度大约为105°E，据此可知，四川峨眉山经度范围符合，其它三地经度范围不符合，故D正确，ABC错误。故选D。
（2022·北京·统考高考真题）粮食安则天下安。中国粮食连年丰收，长期保持库存充足。图1（a）示意建有粮库的四地位置，下图（b）是智慧粮库管理系中①地1号粮库信息界面。读图完成下面小题。
4．图（a）中粮库所在地（ ）
A．均位于地势第二级阶梯 B．①地资源环境承载力最大
C．冬至②地比③地昼更短 D．④地年太阳辐射总量最高
5．图（a）中最符合天然低温、干燥库存条件的是（ ）
A．① B．② C．③ D．④
6．该智慧粮库管理系统可以直接用于（ ）
A．获取耕地面积 B．提升作物品质 C．消灭虫害鼠患 D．优化粮食调拨
【答案】4．C 5．B 6．D
【解析】4．从图中可以看到，①粮库位于太行山以东，处于地势第三阶梯，A选项错误。④粮库处于秦岭淮河以南，为我国南方地区，其水热条件和资源条件更为丰富，故其环境承载力应更大， B选项错误。冬至时太阳直射南半球，北半球纬度越高，白昼时间越短， C选项正确。④地位于秦岭以南，从其经纬度位置来看，位于四川盆地，因其阴雨天气较多，其年太阳辐射总量相对较少， D选项错误。故选C。
5．①地位于华北平原，④地位于四川盆地，③地位于渭河谷地，均不符合天然低温且降水较少、较为干燥的特点；②地位于黄土高原，其海拔相对较高，受太行山阻挡，其降水相对较少，气候较为干燥，最符合天然低温、干燥库存的条件，B选项正确，排除其他选项。故选B。
6．从智慧粮库管理系统中可以看到粮情信息，从粮情信息中能看到出入库的车辆数量，入库的粮食和出库的粮食，故该系统可直接用于优化粮食的调拨， D选项正确。此粮库的存储系统无法判断耕地面积，A选项错误。粮库的存储系统只能知晓入库、出库的粮食数量，与农作物的作物品质提升无关，B选项错误。该管理系统不能完全消灭虫害鼠患， C选项错误。故选D。
（2022·海南·统考高考真题）1909年5月，广东水师提督李准率领水师官兵乘伏波舰、琛航舰巡查南海诸岛。在今三沙市西沙区测绘地图，勘察岛屿，勒石竖旗，逐一命名，其中琛航岛（16°27′N，111°42′E）以琛航舰命名。李准滩（7°48′N，110°28′E）位于三沙市南沙区，是为了纪念李准当年巡查南海诸岛而命名（下图）。据此完成下面小题。
7．一年内李准滩的正午太阳高度与琛航岛相比，正确的是（ ）
A．夏至日都达到最大值 B．始终大于琛航岛
C．冬至日都达到最小值 D．达到90°的次数多
8．依据所学地理知识推断（ ）
A．琛航岛的昼夜长短变化幅度比李准滩大 B．琛航岛与李准滩的直线距离约1200千米
C．李准滩较琛航岛更易受台风影响 D．李准滩附近海域表层海水盐度较琛航岛高
【答案】7．C 8．A
【解析】7．两地处于回归线之间，正午太阳高度最大值为太阳直射当地纬线的时候，并不是夏至日，A错误。夏至日时太阳直射北回归线，由于李准滩的纬度较低，李准滩的正午太阳高度比琛航岛要低，B错误。冬至日，太阳直射南回归线，北半球各地正午太阳高度角达到一年中的最小值，两地都属于北半球，所以冬至日都达到最小值，C正确。两地每年都有两次太阳直射，正午太阳高度达到90°的次数一样多，D错误。故选C。
8．琛航岛的纬度比李准滩的高，昼夜长短变化幅度比李准滩的大，A正确。琛航岛与李准滩之间相差大约10个纬度，经度大致接近，所以推测两地直线距离大约1110km，尚未达到1200km，B错误。李准滩靠近赤道无风带，台风不易形成，C错误。李准滩附近海域由于受到赤道低压带影响较多，降水多，表层海水盐度较低，D错误。故选A。
【点睛】夏至日北回归线以北地区正午高度角为一年中最大值，南半球为一年中最小值；冬至日南回归线以南地区正午高度角为一年中最大值，北半球为一年中最小值。
（2022·湖北·高考真题）风云三号E星是全球第一颗在晨昏轨道运行的太阳同步气象卫星，与在轨的风云三号C星、D星形成“晨昏、上午、下午”三星组网格局，可实现全球观测资料的100%覆盖。E星装载最先进的微光成像仪，可大幅提高弱光条件下的监测精度。图示意晨昏轨道、上午轨道和下午轨道。据此完成下面小题。
9．与上午轨道卫星和下午轨道卫星相比，晨昏轨道卫星（ ）
A．两侧温度差异小 B．对地观测时，当地的太阳高度角小
C．太阳能补充不足 D．对地观测时，成像仪太阳光入射少
10．E星的运行轨道相对于地轴（ ）
A．年变化幅度为23°26' B．日变化幅度为180°
C．年变化幅度为46°52' D．日变化幅度为360°
11．2021年7月某日，当E星观测到巴西圣保罗（23°S，47°W）的万家灯火时，下列现象可信的是（ ）
A．墨西哥圣地亚哥（23°N，110°W）此时地表温度最低
B．冰岛雷克雅未克（64°N，22°W）附近海域晨雾弥漫
C．夏威夷火奴鲁鲁（21°N，158°W）烈日当空
D．中国北极黄河站（79°N，12°E）极光绚烂
【答案】9．B 10．A 11．C
【解析】9．晨昏轨道卫星一侧为白昼，一侧为黑夜，两侧温度差异较大，A项错误；对地观测时，地面为凌晨或傍晚，太阳高度角小于上午和下午的太阳高度角，B项正确；大部分卫星运行的动力来自太阳能，三颗轨道卫星均可接触阳光，太阳能补充均充足，C项错误；对地观测时，与上午轨道卫星和下午轨道卫星相比，成像仪太阳光入射角度小，但太阳光入射并不少，D项错误。故选B。
10．材料信息表明，E星为晨昏轨道太阳同步卫星，即沿晨昏圈环绕地球运行，晨昏圈与地轴的夹角与直射点的纬度数相同，直射点一年之中移动的最大纬度数为23°26'，E星的运行轨道相对于地轴年变化幅度为23°26'，A正确，C错误；一天之中晨昏圈与地轴的夹角变化很小，不可能达到180°和360°，BD错误。故选A。
11．由材料可知，巴西圣保罗位于47°W，可推其知其位于西三区，万家灯火即入夜后，假设此时为20:00，根据东加西减的原则，火奴鲁鲁为西十一区，区时为12:00，可能出现烈日当空现象，C项正确；圣地亚哥当地时间约为16时，而地表温度日出前后最低，A错误；雷克雅未克当地时间约为22时，不是日出，B错误；此时北极黄河站正值极昼，不易看到极光，D错误。故选C。
（2022·海南·文昌中学校联考模拟预测）格陵兰岛是世界最大岛屿（下图），全岛85%的地面覆盖着平均厚达2300米的大陆冰川，千姿百态的冰山、冰川与子夜太阳构成了格陵兰的奇观。格陵兰岛是北极熊理想的家园。北极熊主要以捕食海豹为主。每年的3～5月，北极熊为了觅食辗转奔波于浮冰区，过着水陆两栖的生活，严冬季节，北极熊外出活动大大减少，进入局部冬眠状态。据此完成下面小题。
12．6月22日子夜，游客观察到太阳正好在地平线上，此时游客所在的地点最可能是（ ）
A．甲附近 B．乙附近 C．丙附近 D．丁附近
13．随着全球气候变暖，格陵兰冰山大幅减少，北极熊（ ）
A．觅食空间更大 B．栖息地向低纬转移 C．数量减少 D．食物种类更丰富
【答案】12．B 13．C
【解析】12．6月22日北极圈上正好发生极昼，太阳24点落，0点升，子夜太阳正好在地平线上，乙在北极圈上，B正确，甲丙丁都不在北极圈上，ACD错误，所以选B。
13．格陵兰冰山大幅减少，北极熊生存捕食的海洋浮冰减少，觅食空间变小，A错误；其栖息地会向寒冷、高纬浮冰区迁移，B错误；北极熊捕食困难，食物链中断，数量减少，C正确，D错误，所以选C。
【点睛】当太阳直射北半球时，北极圈内除极点外，正北升，正北落，正好发生极昼的纬度，子夜时太阳正好在地平线上。
（2022·江苏无锡·江阴市华士高级中学校考模拟预测）图为成都某小区一楼房，阴影部分为该楼房的前阳台，户主王先生通过观察发现当天该阳台能够接受太阳照射的时长正好为10小时，且第二天该阳台太阳照射时长减少，据此完成下面小题。
14．图中太阳光线所对应的北京时间约为（ ）
A．12：00 B．13：00 C．14：00 D．15：00
15．当地该日昼长最接近（ ）
A．11小时 B．12小时 C．13小时 D．14小时
16．下列诗句描述与该日所在季节相符的是（ ）
A．竹外桃花三两枝，春江水暖鸭先知 B．小荷才露尖尖角，早有蜻蜓立上头
C．何当共剪西窗烛，却话巴山夜雨时 D．梅须逊雪三分白，雪却输梅一段香
【答案】14．D 15．B 16．C
【解析】14．结合图示和材料信息可知，该太阳光此时来自西南方，此时应该为下午，结合该楼房地处成都，位于回归线以北，故正午12:00太阳光线从正南方射向阳台。图中显示此时太阳光与正午太阳光夹角为30°。结合所学知识可知，太阳视运动速率为15°/h，即图示时刻成都地方时为12+2=14:00。已知北京位于成都以东，故应早于成都地方时，即北京时间只能为15:00，A、B、C错误，D正确。本题选D。
15．结合所学知识可知，二分日昼长为12小时，日出正东，只有太阳升到东偏南30°时，阳光才能照到阳台。即日出2小时后，阳光开始照射阳台，直到日落，照射时间长为：12-2=10小时。该日太阳照射了10小时，与二分日相同，故该日为二分日，昼长为12个小时，即A、C、D错误，B正确。本题选B。
16．结合材料“且第二天该阳台太阳照射时长减少”可知，成都在二分日后昼长减少，即太阳直射点应往南移动，结合上题可知，只能为秋分。由于9月23日为秋季，而A选项表示春季，故排除；B选项为夏季，故排除；巴山夜雨为秋季景象，C正确；梅花、雪都代表冬季，D错。本题选C。
【点睛】昼长时间和日出、日落时间关于地方时12:00对称。此外，还可以通过公式计算：日出时间=12-昼长 日落时间=12+昼长；某地昼长＝日落时间－日出时间＝（正午12点－日出时间）×2＝（日落时间－正午12点）×2。
（2022·江苏镇江·校考一模）一款新型太阳能电池板在阿联酋迪拜投入使用，因其形如花瓣，昼开夜合并智能追光，被命名为“智能太阳花”。我国引进此款新型太阳能电池板，并率先在新疆乌鲁木齐安装调试完毕，正式并网发电。据此完成下面小题。
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17．此款新型太阳能电池板通过自动开合实现自动清洁，以保持发电效率。新疆和迪拜都需要清洁太阳能光伏板上的（ ）
A．沙尘 B．积雪 C．鸟粪 D．露水
18．相比传统光伏电池板，此款新型太阳能电池板的发电效率大幅提高，是因为其能够（ ）
A．增大太阳高度 B．增强太阳辐射强度 C．延长日照时间 D．保持与太阳光垂直
19．在夏至日，相比起迪拜，新疆的“智能太阳花”（ ）
A．水平转动角度更小 B．正午影子更短 C．仰角变化幅度更小 D．展开时间更短
【答案】17．A 18．D 19．C
【解析】17．新疆和迪拜都属于荒漠地区，植被覆盖稀少，多风沙，所以都需要清洁太阳能光伏板上的风沙，而不是露水，A正确，D错。迪拜属于热带气候，不会出现积雪，B错。荒漠地区鸟类较少，鸟粪也较少，C错。故选A。
18．相比传统光伏电池板，“智能太阳花”的发电效率大幅提高，是因为其能够智能追光，保持与太阳光线垂直，吸收最大的热能。太阳高度角和日照时间长短，不随设备改变。太阳辐射的增强或者减弱，主要受太阳高度、天气和云层厚度影响，也不会被该设备改变，故选D。
19．夏至日时，新疆的正午太阳高度比迪拜小，“智能太阳花”为了保持与太阳光线垂直，其仰角变化幅度更小（日出和日落前后，太阳位于地平线附近，两地太阳能板的仰角差异不大，但新疆正午太阳高度角更小，所以仰角更小，所以新疆地区的仰角变化幅度更小），正午影子更长。夏至日时，新疆的昼更长，日出方位更靠近东北偏北，日落方位更靠近西北偏北，正午太阳在当地南方，所以新疆的“智能太阳花”水平转动角度更大，展开时间更长。故选C。
【点睛】太阳视运动总结：全球除极昼极夜地区外，二分日，全球日出正东，日落正西；北半球夏半年，全球日出东北，日落西北；北半球冬半年，全球日出东南，日落西南。